复杂超高层钢结构施工测量技术在北京望胴楼的应用

复杂超高层钢结构施工测量技术在北京望胴楼的应用

京盛浩塔t3是钢筋混凝土管束网的一种结构体系，包括46层屋顶和4层地下混凝土。屋顶高度为200m，总建筑面积约16000m，总用钢量约1.8万吨。这是一座复杂的超级钢结构建筑。其建筑立面和平面为复杂的平面，整体结构从下到上逐渐收缩。核心筒外围首层框架布置34根钢管混凝土柱,自下而上随面积收缩而减少(图1,2),在L15,L24等层有圆管柱相贯节点。1控制网络的创建1.1城市海上坐标点本工程倾斜圆管柱现场吊装使用各节柱顶三维坐标点进行定位,该坐标点是经计算机结构整体三维模型直接导出的相对坐标点,原点设在左侧核心筒。总平面布置图上提供的场区基准点为城市大地坐标点,为提高全站仪的施测效率,将建筑相对坐标点转换成能在场区直接定位的城市大地坐标点。本工程建筑相对坐标系与大地绝对坐标系夹角为40.036°,建筑相对坐标系与大地绝对坐标系转换示意图如图3所示。转换公式为:1.22.控制配置1.2.1地下施工阶段本工程基础结构复杂,交叉工序多,施工周期长,基础底板绑筋和混凝土浇筑等工序易破坏基准点,因此地下施工阶段平面控制轴网采用“外控法”设置。在基坑周边布设主要控制轴线引桩,通过引桩对基坑内各结构部位实行“外控法”以控制点线的测放(图4)。1.2.2核心筒内侧轴线控制引测当基础垫层浇筑完毕并达到一定强度后,即在基础垫层上进行平面控制网的第一次测放。测放时先根据已测放的主轴线控制点,结合内业计算成果用全站仪将建筑轴线测放在地下室基础垫层上,并在基坑周围设置控制轴线引桩。为便于后续较高位置的施测,结构施工至±0.000后将控制点引测至核心筒周围,在混凝土楼面做点位标记。本工程根据结构平立面变化情况共向上传递6次,部分楼层控制点布置如图5所示。1.3达赖喇嘛的接口传递上下引测布置测量控制点时,为控制引测精度,制作激光捕捉辅助工具,以提高点位捕捉的精度,减少分阶段引测的累积误差。1.4内上下贯通铅直量尺的选择高程竖向各传递点的位置应满足在一个传递段内上下贯通铅直量尺的条件,且尽量靠近混凝土剪力墙以方便标记。根据结构平立面变化情况,从首层至顶层共进行6次高程传递。2安装正行线,保证钢柱的垂直度本工程钢柱分段为一节两层,柱长约8m。核心筒劲性钢骨柱在竖向均按垂直规则布置,先由二级控制轴网投测出钢柱定位控制线,再吊装首节钢柱就位。使用经纬仪校正钢柱在两个垂直方向的垂直度,按规范控制误差要求后固定并焊接。以上各节钢柱的安装定位,在进行垂直度矫正后,辅助复测相邻钢柱的间距增加多余校核。核心筒钢柱垂直控制方法为用2台经纬仪置于柱基相互垂直的两条轴线上,视线投射到预先设定的控制线上,若投测点重合,表明钢柱垂直度无偏差,否则应对钢柱进行校正。3段钢柱顶空间定位本工程测量的难点是外框架钢柱的定位测量,也是复杂超高层钢结构异型部位施测的重点。本工程一般外框柱均向结构平面中心倾斜,部分钢柱轴线在分段内为折线,且在包含相贯节点段钢柱为人字型,各分支夹角不同,整体倾斜角度亦不同(图6)。根据钢柱布置及场地情况有针对性地选定柱顶空间坐标定位点,由计算机模型导出其相对坐标点,经坐标转换为绝对坐标点后,现场测量人员使用全站仪按该三维坐标点进行构件定位。柱顶空间定位坐标点布置见图7所示。圆管柱吊装施测流程为:选定建筑相对坐标系→建立建筑整体计算机模型→选定测控点导出相对坐标点→将相对坐标点转换为大地绝对坐标点→控制基准点复核→基准点加密→下节柱柱顶定位点复核与钢柱矫正→本节钢柱吊装→柱顶测控点放样及临时固定→柱拼接口焊接。4构件吊装前的检测由于圆管柱环板和钢梁托座上表面均为水平面,外围框架柱向建筑平面内侧倾斜,造成不同位置和不同楼层倾斜角度变化,复杂异型构件测控点多,加工放样和现场验收困难,构件吊装前的精度直接影响现场吊装就位施测的结果。4.1人字形圆管柱的组装人字形圆管柱相贯节点中各个零构件的加工与一般构件相同,其中大直径圆管柱的相贯截面展开为多段曲线,加工该管件时先在平板上进行多段曲线放样,下料完成后卷板成型。人字形圆管柱相贯节点各零构件相对位置呈三维空间布置,组装时放样较困难。为提高构件组装的效率和精度,先由建筑整体模型导出各节圆管柱与环板和各托座的夹角,再使用计算机进行放样模拟,读取柱顶与环板、柱顶与托座、托座与托座等放样尺寸。4.2钢柱的国标计算现场采用钢卷尺进行外形尺寸验收和全站仪三维定位坐标验收。圆管柱外形尺寸验收包括钢柱的直径、长度、环板位置、托座尺寸等。圆管柱人字形相贯节点须采用全站仪进行三维空间坐标测量和校核。5钢板排板定位测量本工程在外围倾斜圆管柱和人字形相贯节点现场验收和吊装就位过程中